JP2012122432A - Hole location specification device of coating member - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コーティング部材の孔位置特定装置に関し、特に遮熱コーティングがされたガスタービン翼の通気孔の位置を特定するときに用いて好適なものである。 The present invention relates to a hole position specifying device for a coating member, and is particularly suitable for use in specifying the position of a vent hole of a gas turbine blade on which a thermal barrier coating is applied.
ガスタービンでは、その効率を向上させるために、使用するガスの温度を高く設定している。このような高温のガスに晒されるガスタービン翼（動翼、静翼など）には、遮熱コーティング（Thermal Barrier Coating：ＴＢＣ）が施工されている。ＴＢＣとは、被溶射物であるガスタービン翼の表面に、溶射により熱伝導率の小さい溶射材（例えば熱伝導率の小さいセラミックス系材料）を被覆したものである。 In the gas turbine, in order to improve the efficiency, the temperature of the gas used is set high. A thermal barrier coating (TBC) is applied to a gas turbine blade (a moving blade, a stationary blade, etc.) exposed to such a high-temperature gas. TBC is obtained by coating the surface of a gas turbine blade, which is a sprayed material, with a thermal spray material having a low thermal conductivity (for example, a ceramic material having a low thermal conductivity) by thermal spraying.
ここで、ガスタービン翼への遮熱コーティング施工方法の従来例について、図７を参照して説明する。 Here, a conventional example of a thermal barrier coating method for a gas turbine blade will be described with reference to FIG.
図７に示すように、ガスタービン翼１００の翼根１０１を固定治具（図示省略）で支持しつつ、ガスタービン翼１００の翼部１０２に対して、溶射ガン２０１により溶射材２０２を溶射する。これにより、翼部１０２の表面に遮熱コーティング層１０４が形成される。
As shown in FIG. 7, a
ところで、ガスタービン翼１００の翼部１０２には、全体（前縁側、後縁側、背側、腹側）に亘ってフィルム冷却孔（通気孔）１０３が多数設けられている。そのため、溶射材２０２の溶射により、口径（直径）が約１ｍｍとなっているフィルム冷却孔１０３を塞いでしまうことがある。
By the way, the
そこで、従来では、作業者が、溶射材２０２で塞がれたフィルム冷却孔１０３を図面と対比しながら探し、このフィルム冷却孔１０３に対して棒などを突き刺す「孔あけ作業」を行っている。
Therefore, conventionally, an operator searches for the
しかしながら、フィルム冷却孔１０３が多数あり、作業が煩雑であるため、作業に多大な時間を要する上に、溶射材２０２で塞がれたフィルム冷却孔１０３を見落とすなどの作業ミスが発生する可能性があった。
また、溶射材２０２の溶射のムラなどにより、遮熱コーティング層１０４の表面に凹みが発生した場合には、この凹みの部分にフィルム冷却孔１０３があると誤認して、凹みに対して「孔あけ作業」をしてしまうことがある。このような誤作業による孔あけ作業をしてしまうと、遮熱コーティング層１０４やガスタービン翼１００を傷付けてしまう。
However, since there are a large number of
Further, when a dent is generated on the surface of the thermal
また、特許文献１（特表２００９−５１０３０２号公報）には、２台のカメラで撮影して得た、コーティング前の撮影画像とコーティング後の撮影画像とから、コーティング材料で塞がれたフィルム冷却孔の位置を三次元計測技術を用いて特定し、位置特定したフィルム冷却孔を塞いでいるコーティング材料を、工具により除去する方法が開示されている。
しかし、この方法では、三次元計測技術を用いているため、孔位置を特定するのにカメラの正確な位置合わせが必要であるという問題があった。
Further, Patent Document 1 (Japanese Patent Publication No. 2009-510302) discloses a film clogged with a coating material from a photographed image before coating and a photographed image after coating obtained by photographing with two cameras. A method is disclosed in which the position of the cooling hole is specified using a three-dimensional measurement technique, and the coating material covering the specified film cooling hole is removed by a tool.
However, since this method uses a three-dimensional measurement technique, there is a problem that accurate positioning of the camera is necessary to specify the hole position.
上述した従来技術では、ＴＢＣの施工を行ったガスタービン翼に対して行う孔あけ作業をする際に、塞がれている通気孔（フィルム冷却孔）の位置を特定するのに多くの困難があり、また誤作業による孔あけによりコーティング層やガスタービン翼を傷付けてしまうという問題があった。 In the above-described prior art, when performing a drilling operation for a gas turbine blade that has been subjected to TBC construction, there are many difficulties in identifying the position of a closed vent hole (film cooling hole). In addition, there has been a problem that the coating layer and the gas turbine blade are damaged due to drilling by mistake.
本発明は、上記従来技術に鑑み、通気孔の位置を容易・確実に特定することができ、しかも簡単な装置構成で実現可能な、コーティング部材の孔位置特定装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a hole position specifying device for a coating member that can easily and reliably specify the position of a vent hole and can be realized with a simple device configuration. .
上記課題を解決する本発明の構成は、
遮熱コーティング層が形成されるガスタービン翼に設けられている通気孔の位置を特定するコーティング部材の孔位置特定装置であって、
前記ガスタービン翼を固定支持する固定治具と、
前記固定治具に備えられているマニプレータと、
前記マニプレータの先端部に装着されたマーカ装置と、
制御装置と、
前記ガスタービン翼に前記遮熱コーティング層が形成される前に、前記固定治具に固定された前記ガスタービン翼を撮影し、撮影した画像信号を前記制御装置に伝送するカメラとを有し、
前記制御装置は、
前記カメラから伝送されてきた画像信号を画像処理して、前記ガスタービン翼の目印位置を特定し、さらに、目印位置を基点とした各通気孔の相対座標位置を算出し、
前記固定治具に固定されている前記ガスタービン翼に前記遮熱コーティング層が形成された後に、前記マニプレータの作動を制御することにより、前記マニプレータの先端部に装着した前記マーカ装置を、前記目印位置に正対させた後にこの目印位置を基点として通気孔の相対座標位置にまで移動させる動作を、各通気孔に対して行い、
前記マーカ装置が各通気孔の相対座標位置に位置した毎に、前記マーカ装置を作動させて前記遮熱コーティング層が形成されている前記ガスタービン翼にマーキングをすることを特徴とする。
The configuration of the present invention for solving the above problems is as follows.
A hole position specifying device for a coating member for specifying a position of a vent hole provided in a gas turbine blade on which a thermal barrier coating layer is formed,
A fixing jig for fixing and supporting the gas turbine blade;
A manipulator provided in the fixing jig;
A marker device attached to the tip of the manipulator;
A control device;
Before the thermal barrier coating layer is formed on the gas turbine blade, the gas turbine blade fixed to the fixing jig is photographed, and the photographed image signal is transmitted to the controller.
The controller is
The image signal transmitted from the camera is subjected to image processing, the mark position of the gas turbine blade is specified, and the relative coordinate position of each vent hole based on the mark position is calculated,
After the thermal barrier coating layer is formed on the gas turbine blade fixed to the fixing jig, the marker device attached to the tip of the manipulator is controlled by controlling the operation of the manipulator. After making it directly face the position, the operation of moving to the relative coordinate position of the vent hole from this mark position as a base point is performed for each vent hole,
Each time the marker device is positioned at a relative coordinate position of each vent hole, the marker device is operated to mark the gas turbine blade on which the thermal barrier coating layer is formed.
また本発明の構成は、
遮熱コーティング層が形成されるガスタービン翼に設けられている通気孔の位置を特定するコーティング部材の孔位置特定装置であって、
前記ガスタービン翼を固定支持する固定治具と、
前記固定治具に備えられているマニプレータと、
前記マニプレータの先端部に装着されたマーカ装置と、
制御装置と、
前記ガスタービン翼の形状・寸法や前記通気孔の位置や大きさを示すＣＡＤデータを有しているＣＡＤ装置とを有し、
前記制御装置は、
前記ＣＡＤ装置の前記ＣＡＤデータを取り込んで演算処理することにより、前記ガスタービン翼の目印位置を特定し、さらに、目印位置を基点とした各通気孔の相対座標位置を算出し、
前記固定治具に固定されている前記ガスタービン翼に前記遮熱コーティング層が形成された後に、前記マニプレータの作動を制御することにより、前記マニプレータの先端部に装着した前記マーカ装置を、前記目印位置に正対させた後にこの目印位置を基点として通気孔の相対座標位置にまで移動させる動作を、各通気孔に対して行い、
前記マーカ装置が各通気孔の各相対座標位置に位置した毎に、前記マーカ装置を作動させて前記遮熱コーティング層が形成されている前記ガスタービン翼にマーキングをすることを特徴とする。
The configuration of the present invention is as follows.
A hole position specifying device for a coating member for specifying a position of a vent hole provided in a gas turbine blade on which a thermal barrier coating layer is formed,
A fixing jig for fixing and supporting the gas turbine blade;
A manipulator provided in the fixing jig;
A marker device attached to the tip of the manipulator;
A control device;
A CAD device having CAD data indicating the shape and dimensions of the gas turbine blades and the position and size of the vent holes;
The controller is
By capturing the CAD data of the CAD device and processing it, the mark position of the gas turbine blade is specified, and further, the relative coordinate position of each vent hole based on the mark position is calculated,
After the thermal barrier coating layer is formed on the gas turbine blade fixed to the fixing jig, the marker device attached to the tip of the manipulator is controlled by controlling the operation of the manipulator. After making it directly face the position, the operation of moving to the relative coordinate position of the vent hole from this mark position as a base point is performed for each vent hole,
Each time the marker device is positioned at each relative coordinate position of each vent hole, the marker device is operated to mark the gas turbine blade on which the thermal barrier coating layer is formed.
また本発明の構成は、
遮熱コーティング層が形成されるガスタービン翼に設けられている通気孔の位置を特定するコーティング部材の孔位置特定装置であって、
前記ガスタービン翼を固定支持する固定治具と、
前記ガスタービン翼に前記遮熱コーティング層が形成される前に、前記固定治具に固定された前記ガスタービン翼を撮影し撮影した画像信号を出力すると共に、前記ガスタービン翼に前記遮熱コーティング層が形成された後に、前記固定治具に固定された前記ガスタービン翼を撮影し撮影した画像信号を出力するカメラと、
前記ガスタービン翼に前記遮熱コーティング層が形成される前に撮影して前記カメラから伝送されてきた画像信号を記憶し、記憶した画像信号を出力する制御装置と、
前記ガスタービン翼に前記遮熱コーティング層が形成された後に撮影して前記カメラから出力されてきた画像信号に対応する画像と、前記制御装置から出力されてきた画像信号に対応する画像とを重畳して表示するモニタとを有することを特徴とする。
The configuration of the present invention is as follows.
A hole position specifying device for a coating member for specifying a position of a vent hole provided in a gas turbine blade on which a thermal barrier coating layer is formed,
A fixing jig for fixing and supporting the gas turbine blade;
Before the thermal barrier coating layer is formed on the gas turbine blade, the gas turbine blade fixed to the fixing jig is imaged and an image signal is output, and the thermal barrier coating is applied to the gas turbine blade. After the layer is formed, a camera that images the gas turbine blade fixed to the fixing jig and outputs a captured image signal;
A control device for storing an image signal transmitted from the camera by photographing before the thermal barrier coating layer is formed on the gas turbine blade, and outputting the stored image signal;
An image corresponding to the image signal output from the camera after the thermal barrier coating layer is formed on the gas turbine blade and an image corresponding to the image signal output from the control device are superimposed. And a monitor for display.
また本発明の構成は、
遮熱コーティング層が形成されるガスタービン翼に設けられている通気孔の位置を特定するコーティング部材の孔位置特定装置であって、
前記ガスタービン翼を固定支持する固定治具と、
前記ガスタービン翼に前記遮熱コーティング層が形成される前に、前記固定治具に固定された前記ガスタービン翼を撮影し撮影した画像信号を出力するカメラと、
前記ガスタービン翼に前記遮熱コーティング層が形成される前に撮影して前記カメラから伝送されてきた画像信号を記憶し、記憶した画像信号を出力する制御装置と、
前記制御装置から出力されてきた画像信号に対応する画像を、前記固定治具に固定されると共に前記遮熱コーティング層が形成された前記ガスタービン翼の表面に投影する投影手段とを有することを特徴とする。
The configuration of the present invention is as follows.
A hole position specifying device for a coating member for specifying a position of a vent hole provided in a gas turbine blade on which a thermal barrier coating layer is formed,
A fixing jig for fixing and supporting the gas turbine blade;
Before the thermal barrier coating layer is formed on the gas turbine blade, a camera that images the gas turbine blade fixed to the fixing jig and outputs an image signal;
A control device for storing an image signal transmitted from the camera by photographing before the thermal barrier coating layer is formed on the gas turbine blade, and outputting the stored image signal;
Projection means for projecting an image corresponding to an image signal output from the control device onto the surface of the gas turbine blade fixed to the fixing jig and formed with the thermal barrier coating layer. Features.
本発明によれば、遮熱コーティングがされた後であっても、通気孔（フィルム冷却孔）の位置が、マーキングや画像により示されるので、通気孔の位置を容易・確実に特定することができる。この結果、間違えた位置に対して孔あけ作業をすることはなく、コーティング層などを傷付けることはない。 According to the present invention, even after the thermal barrier coating is applied, the position of the air hole (film cooling hole) is indicated by the marking or the image, so that the position of the air hole can be easily and reliably specified. it can. As a result, no drilling operation is performed at the wrong position, and the coating layer or the like is not damaged.
以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on examples.
図１は本発明の実施例１に係る、コーティング部材の孔位置特定装置１０を示す。この孔位置特定装置１０は、固定治具１１と、マニプレータ（多軸ロボット）１２と、カメラ１３と、制御装置１４と、マーカ装置１５を主要部材として構成されている。
FIG. 1 shows a coating member hole
固定治具１１は、ガスタービン翼５０の翼根５１を固定支持する部材である。
なお、ガスタービン翼５０は、翼根５１と翼部５２を有しており、翼部５２の全体に亘ってフィルム冷却孔（通気孔）５３が多数（図１では一部のみ図示している）設けられており、更に翼部５２には溶射材が溶射されて遮熱コーティング層５４が形成される。
The fixing
The
マニプレータ（多軸ロボット）１２は、固定治具１１に備えられており、マニプレータ先端部にマーカ装置１５を装着することができる。このマニプレータ１２が作動してマニプレータ先端部の位置を動かすことにより、マーカ装置１５を目標の位置にまで移動させることができる。マーカ装置１５は、塗料等で対象物にマーキングする装置である。
なお、マニプレータ１２の先端部に、マーカ装置１５の代わりに、溶射ガン（図示省略）を装着することも可能である。
The manipulator (multi-axis robot) 12 is provided in the fixing
A spray gun (not shown) can be attached to the tip of the
カメラ１３は、固定治具１１に備えられており、固定治具１１に固定支持されているガスタービン翼５０を撮影する。撮影して得た画像信号は、制御装置１４に伝送される。
The
制御装置１４は、次に示す複数の制御・演算をするための制御・演算機能を有しており、各制御・演算機能を実現するための制御・演算プログラムがインストールされている。
（ａ）マニプレータ１２の作動を制御して、マニプレータ先端部を目標とする位置にまで移動させる制御機能。
（ｂ）カメラ１３から伝送されてきた画像信号（溶射材が溶射される前のガスタービン翼の画像信号）を画像処理して、ガスタービン翼５０の目印位置（詳細は後述する）を特定し、さらに、目印位置を基点とした各フィルム冷却孔５３の相対座標位置を算出する演算機能。
（ｃ）マーカ装置１２を作動させて、対象物にマーキングする制御機能。
The
(A) A control function for controlling the operation of the
(B) The image signal transmitted from the camera 13 (the image signal of the gas turbine blade before the sprayed material is sprayed) is subjected to image processing, and the mark position (details will be described later) of the
(C) A control function for marking the object by operating the
次に、上記構成となっているコーティング部材の穴位置特定装置１０の動作を、動作手順に沿い説明する。
Next, the operation of the coating member hole
（１）溶射材が溶射される前のガスタービン翼５０を、固定治具１１に固定支持する。
(1) The
（２）カメラ１３により、溶射材が溶射される前のガスタービン翼５０（図２参照）を撮影し、撮影して得た画像信号を制御装置１４に伝送する。
(2) The
（３）制御装置１４は、伝送されてきた画像信号（溶射材が溶射される前のガスタービン翼の画像信号：図２参照）を画像処理して、ガスタービン翼５０の目印位置Ｐを特定し、さらに、目印位置Ｐを基点とした各フィルム冷却孔５３の相対座標位置を算出する。
目印位置Ｐとしては、タービン翼５０の輪郭のうち特定の位置（例えば角部）や、溶射材を溶射しても塞がる可能性の低い特定のフィルム冷却孔の位置を、採用するよう予め決めている。
(3) The
As the mark position P, a specific position (for example, a corner) in the outline of the
（４）ガスタービン翼５０の翼部５２に対して溶射材を溶射して、翼部５２の表面に遮熱コーティング層５４（図１参照）を形成する。
この場合、マニプレータ１２の先端部に溶射ガンを取り付け、マニプレータ１２を作動しつつ溶射ガンから溶射材を溶射することにより、遮熱コーティング層５４を形成することができる。
また、マニプレータ１２とは別の溶射装置により、遮熱コーティング層５４を形成することもできる。
溶射手段はいずれであってもよいが、遮熱コーティング層５４を形成する前と後において、ガスタービン翼５０とカメラ１３との位置関係、及び、ガスタービン翼５０とマニプレータ１２との位置関係が同一となるように、位置決めをする。
(4) The thermal spray coating 54 (see FIG. 1) is formed on the surface of the
In this case, the thermal
Further, the thermal
Any thermal spraying means may be used, but before and after the thermal
（５）マニプレータ（多軸ロボット）１２の先端部にマーカ装置１５を装着しておき、制御装置１４の制御によりマニプレータ１２を作動して、マニプレータ先端部すなわちマーカ装置１５を、ガスタービン翼５０の目印位置Ｐに正対させる。
(5) The
（６）制御装置１４の制御によりマニプレータ１２を作動して、マニプレータ先端部すなわちマーカ装置１５を、目印位置Ｐから第１のフィルム冷却孔５３の相対座標位置にまで移動させる。
これにより、マニプレータ先端部すなわちマーカ装置１５が、第１のフィルム冷却孔５３に正対する。なお、フィルム孔５３は、溶射材で塞がれている。
(6) The
As a result, the manipulator tip, that is, the
（７）制御装置１４の制御によりマーカ装置１５を作動して、第１のフィルム冷却孔５３の相対座標位置に塗料などでマークＭをマーキングする（図３参照）。これにより、遮熱コーティング層５４の表面のうち、第１のフィルム冷却孔５３の真上に、マークＭが付されることになる。
(7) The
（８）マークＭが付されたら、制御装置１４の制御によりマニプレータ１２を作動して、マニプレータ先端部すなわちマーカ装置１５を、再び、ガスタービン翼５０の目印位置Ｐに正対させる。
(8) When the mark M is added, the
第２，第３，第４，・・・の他のフィルム冷却孔５３に対しても、上記の（６）〜（８）の動作を繰り返し行うことにより、遮熱コーティング層５４の表面のうち、他のフィルム冷却孔５３の真上にマークＭを付すことができる（図３参照）。
Of the surface of the thermal
このようにして、各フィルム冷却孔５３の真上にマークＭを付すことができるため、マークＭの位置に対して、孔あけ作業をすることにより、遮熱コーティング層５４やガスタービン翼５０を傷付けることなく、各フィルム冷却孔５３を露出させることができる。
In this way, since the mark M can be attached directly above each
実施例１では、遮熱コーティング層５４の表面のうち、フィルム冷却孔５３の真上の位置にマークＭがマーキングされるので、塞がった冷却孔５３を探す時間が短くなると共に、見落としや誤認が無くなる。
また、目印位置Ｐの位置を基準として、マーカ装置１５を相対位置分だけ移動するようにしたことで、複雑な三次元認識を不要とすることができる。このため、演算処理負担を軽減することができる。
さらに、遮熱コーティング層５４を形成する前と後において、位置決めが同一であれば、孔位置情報の取得が容易となる。この場合、マーキングとコーティングを同一の装置（マニプレータ１２）で行えれば、位置決めを同一とするのが容易となる。
In Example 1, since the mark M is marked at a position just above the
Further, since the
Furthermore, if the positioning is the same before and after the formation of the thermal
本発明の実施例２に係る、コーティング部材の孔位置特定装置１０ａを、図４を参照して説明する。
A coating member hole
この孔位置特定装置１０ａは、固定治具１１と、マニプレータ（多軸ロボット）１２と、制御装置１４ａと、マーカ装置１５と、ＣＡＤ（computer aided design）装置１６を主要部材として構成されている。
The hole
ＣＡＤ装置１６は、ガスタービン翼５０の形状や寸法、フィルム冷却孔（通気孔）５３の位置や大きさを示すＣＡＤ（computer aided design）データを有している。
The
制御装置１４ａは、次に示す複数の制御・演算をするための制御・演算機能を有しており、各制御・演算機能を実現するための制御・演算プログラムがインストールされている。
（ａ）マニプレータ１２の作動を制御して、マニプレータ先端部を目標とする位置にまで移動させる制御機能。
（ｂ）ＣＡＤ装置１６からＣＡＤ（computer aided design）データを取り込み、このＣＡＤデータを演算処理することにより、ガスタービン翼５０の目印位置Ｐを特定し、さらに、目印位置Ｐを基点とした各フィルム冷却孔５３の相対座標位置を算出する演算機能。
（ｃ）マーカ装置１２を作動させて、対象物にマーキングする制御機能。
The
(A) A control function for controlling the operation of the
(B) By importing CAD (computer aided design) data from the
(C) A control function for marking the object by operating the
なお、固定治具１１、マニプレータ（多軸ロボット）１２、マーカ装置１５の構成及び機能は、実施例１で述べたのと同じであるので、ここでの説明は省略する。
The configurations and functions of the fixing
次に、上記構成となっているコーティング部材の穴位置特定装置１０ａの動作を、動作手順に沿い説明する。
Next, the operation of the coating member hole
（１）溶射材が溶射される前のガスタービン翼５０を、固定治具１１に固定支持する。
(1) The
（２）ＣＡＤ装置１６からＣＡＤデータを制御装置１４ａに取り込む。
(2) Capture CAD data from the
（３）制御装置１４ａは、取り込んだＣＡＤデータを演算処理して、ガスタービン翼５０の目印位置Ｐを特定し、さらに、目印位置Ｐを基点とした各フィルム冷却孔５３の相対座標位置を算出する。
目印位置Ｐとしては、タービン翼５０の輪郭のうち特定の位置（例えば角部）や、溶射材を溶射しても塞がる可能性の低い特定のフィルム冷却孔の位置を、採用するよう予め決めている。
(3) The
As the mark position P, a specific position (for example, a corner) in the outline of the
（４）ガスタービン翼５０の翼部５２に対して溶射材を溶射して、翼部５２の表面に遮熱コーティング層５４（図４参照）を形成する。
この場合、マニプレータ１２の先端部に溶射ガンを取り付け、マニプレータ１２を作動しつつ溶射ガンから溶射材を溶射することにより、遮熱コーティング層５４を形成することができる。
また、マニプレータ１２とは別の溶射装置により、遮熱コーティング層５４を形成することもできる。
溶射手段はいずれであってもよいが、遮熱コーティング層５４を形成する前と後において、ガスタービン翼５０とマニプレータ１２との位置関係が同一となるように、位置決めをする。
(4) The thermal spray coating 54 (see FIG. 4) is formed on the surface of the
In this case, the thermal
Further, the thermal
Any thermal spraying means may be used, but positioning is performed so that the positional relationship between the
（５）マニプレータ（多軸ロボット）１２の先端部にマーカ装置１５を装着しておき、制御装置１４ａの制御によりマニプレータ１２を作動して、マニプレータ先端部すなわちマーカ装置１５を、ガスタービン翼５０の目印位置Ｐに正対させる。
(5) The
（６）制御装置１４ａの制御によりマニプレータ１２を作動して、マニプレータ先端部すなわちマーカ装置１５を、目印位置Ｐから第１のフィルム冷却孔５３の相対座標位置にまで移動させる。
これにより、マニプレータ先端部すなわちマーカ装置１５が、第１のフィルム冷却孔５３に正対する。なお、フィルム孔５３は、溶射材で塞がれている。
(6) The
As a result, the manipulator tip, that is, the
（７）制御装置１４ａの制御によりマーカ装置１５を作動して、第１のフィルム冷却孔５３の相対座標位置に塗料などでマークＭをマーキングする（図３参照）。これにより、遮熱コーティング層５４の表面のうち、第１のフィルム冷却孔５３の真上に、マークＭが付されることになる。
(7) The
（８）マークＭが付されたら、制御装置１４ａの制御によりマニプレータ１２を作動して、マニプレータ先端部すなわちマーカ装置１５を、再び、ガスタービン翼５０の目印位置Ｐに正対させる。
(8) When the mark M is added, the
第２，第３，第４，・・・の他のフィルム冷却孔５３に対しても、上記の（６）〜（８）の動作を繰り返し行うことにより、遮熱コーティング層５４の表面のうち、他のフィルム冷却孔５３の真上にマークＭを付すことができる（図３参照）。
Of the surface of the thermal
このようにして、各フィルム冷却孔５３の真上にマークＭを付すことができるため、マークＭの位置に対して、孔あけ作業をすることにより、遮熱コーティング層５４やガスタービン翼５０を傷付けることなく、各フィルム冷却孔５３を露出させることができる。
In this way, since the mark M can be attached directly above each
実施例２では、遮熱コーティング層５４の表面のうち、フィルム冷却孔５３の真上の位置にマークＭがマーキングされるので、塞がった冷却孔５３を探す時間が短くなると共に、見落としや誤認が無くなる。
また、目印位置Ｐの位置を基準として、マーカ装置１５を相対位置分だけ移動するようにしたことで、複雑な三次元認識を不要とすることができる。このため、演算処理負担を軽減することができる。
さらに、遮熱コーティング層５４を形成する前と後において、位置決めが同一であれば、孔位置情報の取得が容易となる。この場合、マーキングとコーティングを同一の装置（マニプレータ１２）で行えれば、位置決めを同一とするのが容易となる。
In Example 2, since the mark M is marked at a position just above the
Further, since the
Furthermore, if the positioning is the same before and after the formation of the thermal
本発明の実施例３に係る、コーティング部材の孔位置特定装置２０を、図５を参照して説明する。
A coating member hole
この孔位置特定装置２０は、固定治具２１と、カメラ２３と、制御装置２４と、モニタ２７を主要部材として構成されている。
The hole
固定治具２１は、ガスタービン翼５０の翼根５１を固定支持する部材である。
なお、ガスタービン翼５０は、翼根５１と翼部５２を有しており、翼部５２の全体に亘ってフィルム冷却孔（通気孔）５３が多数（図５では一部のみ図示している）設けられており、更に翼部５２には溶射材が溶射されて遮熱コーティング層５４が形成される。
The fixing
The
カメラ２３は、固定治具２１に備えられており、固定治具２１に固定支持されているガスタービン翼５０を撮影する。撮影して得た画像信号は、制御装置２４及びモニタ２７に伝送される。
The camera 23 is provided in the fixing
制御装置２４は、カメラ２３から伝送されてきた画像信号を記録すると共に、記録した画像信号をモニタ２７に向けて出力する機能を有している。
The
モニタ２７は、画像信号が伝送されてくると、この画像信号に対応する画像を表示する。
このため、モニタ２７に、カメラ２３から伝送されてきた画像信号と、制御装置２４から出力されてきた画像信号とが入力されると、モニタ２７は、カメラ２３から伝送されてきた画像信号に対応する画像と、制御装置２４から出力されてきた画像信号に対応する画像とを重畳して表示する。
When the image signal is transmitted, the
For this reason, when the image signal transmitted from the camera 23 and the image signal output from the
次に、上記構成となっているコーティング部材の穴位置特定装置２０の動作を、動作手順に沿い説明する。
Next, the operation of the coating member hole
（１）溶射材が溶射される前のガスタービン翼５０を、固定治具１１に固定支持する。
(1) The
（２）カメラ２３により、溶射材が溶射される前のガスタービン翼５０（図２参照）を撮影し、撮影して得た画像信号を制御装置２４及びモニタ２７に伝送する。
(2) The camera 23 images the gas turbine blade 50 (see FIG. 2) before the sprayed material is sprayed, and transmits an image signal obtained by the imaging to the
（３）これにより、制御装置２４には、溶射材が溶射される前のガスタービン翼５０の画像を示す画像信号が記録される。つまり、フィルム冷却孔５３が明瞭に現れているガスタービン翼５０の画像を示す画像信号が記録される。
(3) Thereby, the
（４）ガスタービン翼５０の翼部５２に対して溶射材を溶射して、翼部５２の表面に遮熱コーティング層５４（図５参照）を形成する。
この場合、遮熱コーティング層５４を形成する前と後において、ガスタービン翼５０とカメラ２３との位置関係が同一となるように、位置決めをする。
(4) The thermal spray coating 54 (see FIG. 5) is formed on the surface of the
In this case, positioning is performed so that the positional relationship between the
（５）カメラ２３により、溶射材が溶射された後のガスタービン翼５０（図５参照）を撮影し、撮影して得た画像信号を制御装置２４及びモニタ２７に伝送する。つまり、フィルム冷却孔５３が遮熱コーティング層５４により埋まって見えなくなっているガスタービン翼５０の画像を示す画像信号を、制御装置２４及びモニタ２７に伝送する。
(5) The camera 23 images the gas turbine blade 50 (see FIG. 5) after the sprayed material is sprayed, and transmits an image signal obtained by the imaging to the
（６）この時、制御装置２４は、既に記録している、フィルム冷却孔５３が明瞭に現れている溶射材が溶射される前のガスタービン翼５０の画像を示す画像信号を、モニタ２７に向けて出力する。
(6) At this time, the
（７）この結果、モニタ２７には、フィルム冷却孔５３が遮熱コーティング層５４により埋まって見えなくなっているガスタービン翼５０の画像を示す画像信号と、フィルム冷却孔５３が明瞭に現れている溶射材が溶射される前のガスタービン翼５０の画像を示す画像信号が同時に入力される。
このため、モニタ２７には、フィルム冷却孔５３が遮熱コーティング層５４により埋まって見えなくなっているガスタービン翼５０の画像に、フィルム冷却孔５３が明瞭に現れている溶射材が溶射される前のガスタービン翼５０の画像が重畳して表示される。
(7) As a result, an image signal indicating an image of the
Therefore, before the sprayed material on which the film cooling holes 53 clearly appear in the image of the
このように、モニタ２７には、遮熱コーティング層５４が形成されたガスタービン翼５０の画像に、フィルム冷却孔５３の画像が重畳して表示されるため、孔あけ作業をする作業者は、モニタ２７に表示された重畳画像を視覚で確認することにより、塞がった冷却孔５３の位置を容易に認識することができる。よって、冷却孔５３を探す時間が短くなると共に、見落としや誤認が無くなる。
また、画像処理などの複雑な演算処理は不要であるため、システム構成が簡単になる。
As described above, the
Further, since complicated arithmetic processing such as image processing is unnecessary, the system configuration is simplified.
本発明の実施例４に係る、コーティング部材の孔位置特定装置３０を、図６を参照して説明する。
A coating member hole
この孔位置特定装置３０は、固定治具３１と、カメラ３３と、制御装置３４と、プロジェクタ３８と、ハーフミラー３９を主要部材として構成されている。
このうち、プロジェクタ３８とハーフミラー３９により、投影手段が構成されている。
The hole
Among these, the projector 38 and the
固定治具３１は、ガスタービン翼５０の翼根５１を固定支持する部材である。
なお、ガスタービン翼５０は、翼根５１と翼部５２を有しており、翼部５２の全体に亘ってフィルム冷却孔（通気孔）５３が多数（図６では一部のみ図示している）設けられており、更に翼部５２には溶射材が溶射されて遮熱コーティング層５４が形成される。
The fixing
The
カメラ３３は、固定治具３１に備えられており、固定治具３１に固定支持されているガスタービン翼５０を撮影する。撮影して得た画像信号は、制御装置３４に伝送される。
The camera 33 is provided in the fixing
制御装置３４は、カメラ３３から伝送されてきた画像信号を記録すると共に、記録した画像信号をプロジェクタ３８に向けて出力する機能を有している。
The
プロジェクタ３８は、制御装置３４から画像信号が入力されると、この画像信号に対応する画像（光学画像）を投影出力する。
ハーフミラー３９は、カメラ３３とガスタービン翼５０との間の位置に配置されている。このハーフミラー３９は、カメラ３３とガスタービン翼５０とをつなぐ光軸に対して斜め（４５°）に配置されている。
When an image signal is input from the
The
カメラ３３は、ハーフミラー３９を介して、ガスタービン翼５０を撮影するが、ハーフミラー３９は光学的に半透明であるため、ガスタービン翼５０の撮影をするのに支障はない。
一方、プロジェクタ３８から投影出力された画像（光学画像）は、ハーフミラー３８で反射して、ガスタービン翼５０の表面に投影される。このとき、ガスタービン翼５０の表面に投影されたガスタービン翼の画像の位置・大きさが、実際のガスタービン翼５０の位置・大きさに一致して投影されるように、ハーフミラー３９及びプロジェクタ３８の配置位置や投影画像の寸法・位置などの光学的設計がされている。
The camera 33 photographs the
On the other hand, the image (optical image) projected and output from the projector 38 is reflected by the half mirror 38 and projected onto the surface of the
次に、上記構成となっているコーティング部材の穴位置特定装置３０の動作を、動作手順に沿い説明する。
Next, the operation of the coating member hole
（１）溶射材が溶射される前のガスタービン翼５０を、固定治具１１に固定支持する。
(1) The
（２）カメラ３３により、溶射材が溶射される前のガスタービン翼５０（図２参照）を撮影し、撮影して得た画像信号を制御装置３４に伝送する。
(2) The camera 33 images the gas turbine blade 50 (see FIG. 2) before the sprayed material is sprayed, and transmits an image signal obtained by the imaging to the
（３）これにより、制御装置３４には、溶射材が溶射される前のガスタービン翼５０の画像を示す画像信号が記録される。つまり、フィルム冷却孔５３が明瞭に現れているガスタービン翼５０の画像を示す画像信号が記録される。
(3) Thereby, the
（４）ガスタービン翼５０の翼部５２に対して溶射材を溶射して、翼部５２の表面に遮熱コーティング層５４（図６参照）を形成する。
この場合、遮熱コーティング層５４を形成する前と後において、ガスタービン翼５０とカメラ３３との位置関係、及び、ガスタービン翼５０と投影手段（プロジェクタ３８及びハーフミラー３９）との位置関係が同一となるように、位置決めをする。
(4) The thermal spray coating 54 (see FIG. 6) is formed on the surface of the
In this case, before and after the formation of the thermal
（５）制御装置３４は、既に記録している、フィルム冷却孔５３が明瞭に現れている溶射材が溶射される前のガスタービン翼５０の画像を示す画像信号を、プロジェクタ３８に向けて出力する。
(5) The
（６）プロジェクタ３８は、フィルム冷却孔５３が明瞭に現れている溶射材が溶射される前のガスタービン翼５０の画像を示す画像信号が入力されると、この画像信号に対応する画像（光学画像）を投影出力する。投影出力された画像（光学画像）は、ハーフミラー３８で反射してガスタービン翼５０の表面に投影される。
(6) When an image signal indicating an image of the
（７）このため、フィルム冷却孔５３が遮熱コーティング層５４により埋まって見えなくなっているガスタービン翼５０の表面に、フィルム冷却孔５３の孔画像Ｈ（図６参照）が投影される。
しかも、フィルム冷却孔５３の孔画像Ｈが投影される位置は、塞がった冷却孔５３の真上の位置となる。
(7) For this reason, the hole image H (see FIG. 6) of the
In addition, the position where the hole image H of the
このように、実際のガスタービン翼５０の表面に、フィルム冷却孔５３の孔画像Ｈ（図６参照）が投影されるため、孔あけ作業をする作業者は、投影された孔画像Ｈ（図６参照）を視覚で確認することにより、塞がった冷却孔５３の位置を容易に認識することができる。よって、冷却孔５３を探す時間が短くなると共に、見落としや誤認が無くなる。
また、画像処理などの複雑な演算処理は不要であるため、システム構成が簡単になる。
Thus, since the hole image H (see FIG. 6) of the
Further, since complicated arithmetic processing such as image processing is unnecessary, the system configuration is simplified.
１０，１０ａ，２０，３０ コーティング部材の孔位置特定装置
１１，２１，３１ 固定治具
１２ マニプレータ
１３，２３，３３ カメラ
１４，１４ａ，２４，３４ 制御装置
１５ マーカ装置
１６ ＣＡＤ装置
２７ モニタ
３８ プロジェクタ
３９ ハーフミラー
５０ ガスタービン翼
５１ 翼根
５２ 翼部
５３ フィルム冷却孔（通気孔）
５４ 遮熱コーティング層
１００ ガスタービン翼
１０１ 翼根
１０２ 翼部
１０３ フィルム冷却孔（通気孔）
１０４ 遮熱コーティング層
２０１ 溶射ガン
２０２ 溶射材
Ｐ 目印位置
Ｍ マーク
Ｈ 孔画像
10, 10a, 20, 30 Coating member hole
54 Thermal
104 Thermal
Claims (4)
前記ガスタービン翼を固定支持する固定治具と、
前記固定治具に備えられているマニプレータと、
前記マニプレータの先端部に装着されたマーカ装置と、
制御装置と、
前記ガスタービン翼に前記遮熱コーティング層が形成される前に、前記固定治具に固定された前記ガスタービン翼を撮影し、撮影した画像信号を前記制御装置に伝送するカメラとを有し、
前記制御装置は、
前記カメラから伝送されてきた画像信号を画像処理して、前記ガスタービン翼の目印位置を特定し、さらに、目印位置を基点とした各通気孔の相対座標位置を算出し、
前記固定治具に固定されている前記ガスタービン翼に前記遮熱コーティング層が形成された後に、前記マニプレータの作動を制御することにより、前記マニプレータの先端部に装着した前記マーカ装置を、前記目印位置に正対させた後にこの目印位置を基点として通気孔の相対座標位置にまで移動させる動作を、各通気孔に対して行い、
前記マーカ装置が各通気孔の相対座標位置に位置した毎に、前記マーカ装置を作動させて前記遮熱コーティング層が形成されている前記ガスタービン翼にマーキングをする、
ことを特徴とするコーティング部材の孔位置特定装置。 A hole position specifying device for a coating member for specifying a position of a vent hole provided in a gas turbine blade on which a thermal barrier coating layer is formed,
A fixing jig for fixing and supporting the gas turbine blade;
A manipulator provided in the fixing jig;
A marker device attached to the tip of the manipulator;
A control device;
Before the thermal barrier coating layer is formed on the gas turbine blade, the gas turbine blade fixed to the fixing jig is photographed, and the photographed image signal is transmitted to the controller.
The controller is
The image signal transmitted from the camera is subjected to image processing, the mark position of the gas turbine blade is specified, and the relative coordinate position of each vent hole based on the mark position is calculated,
After the thermal barrier coating layer is formed on the gas turbine blade fixed to the fixing jig, the marker device attached to the tip of the manipulator is controlled by controlling the operation of the manipulator. After making it directly face the position, the operation of moving to the relative coordinate position of the vent hole from this mark position as a base point is performed for each vent hole,
Each time the marker device is positioned at the relative coordinate position of each vent hole, the marker device is operated to mark the gas turbine blade on which the thermal barrier coating layer is formed,
An apparatus for specifying a hole position of a coating member.
前記ガスタービン翼を固定支持する固定治具と、
前記固定治具に備えられているマニプレータと、
前記マニプレータの先端部に装着されたマーカ装置と、
制御装置と、
前記ガスタービン翼の形状・寸法や前記通気孔の位置や大きさを示すＣＡＤデータを有しているＣＡＤ装置とを有し、
前記制御装置は、
前記ＣＡＤ装置の前記ＣＡＤデータを取り込んで演算処理することにより、前記ガスタービン翼の目印位置を特定し、さらに、目印位置を基点とした各通気孔の相対座標位置を算出し、
前記固定治具に固定されている前記ガスタービン翼に前記遮熱コーティング層が形成された後に、前記マニプレータの作動を制御することにより、前記マニプレータの先端部に装着した前記マーカ装置を、前記目印位置に正対させた後にこの目印位置を基点として通気孔の相対座標位置にまで移動させる動作を、各通気孔に対して行い、
前記マーカ装置が各通気孔の各相対座標位置に位置した毎に、前記マーカ装置を作動させて前記遮熱コーティング層が形成されている前記ガスタービン翼にマーキングをする、
ことを特徴とするコーティング部材の孔位置特定装置。 A hole position specifying device for a coating member for specifying a position of a vent hole provided in a gas turbine blade on which a thermal barrier coating layer is formed,
A fixing jig for fixing and supporting the gas turbine blade;
A manipulator provided in the fixing jig;
A marker device attached to the tip of the manipulator;
A control device;
A CAD device having CAD data indicating the shape and dimensions of the gas turbine blades and the position and size of the vent holes;
The controller is
By capturing the CAD data of the CAD device and processing it, the mark position of the gas turbine blade is specified, and further, the relative coordinate position of each vent hole based on the mark position is calculated,
After the thermal barrier coating layer is formed on the gas turbine blade fixed to the fixing jig, the marker device attached to the tip of the manipulator is controlled by controlling the operation of the manipulator. After making it directly face the position, the operation of moving to the relative coordinate position of the vent hole from this mark position as a base point is performed for each vent hole,
Each time the marker device is positioned at each relative coordinate position of each vent hole, the marker device is operated to mark the gas turbine blade on which the thermal barrier coating layer is formed.
An apparatus for specifying a hole position of a coating member.
前記ガスタービン翼を固定支持する固定治具と、
前記ガスタービン翼に前記遮熱コーティング層が形成される前に、前記固定治具に固定された前記ガスタービン翼を撮影し撮影した画像信号を出力すると共に、前記ガスタービン翼に前記遮熱コーティング層が形成された後に、前記固定治具に固定された前記ガスタービン翼を撮影し撮影した画像信号を出力するカメラと、
前記ガスタービン翼に前記遮熱コーティング層が形成される前に撮影して前記カメラから伝送されてきた画像信号を記憶し、記憶した画像信号を出力する制御装置と、
前記ガスタービン翼に前記遮熱コーティング層が形成された後に撮影して前記カメラから出力されてきた画像信号に対応する画像と、前記制御装置から出力されてきた画像信号に対応する画像とを重畳して表示するモニタと、
を有することを特徴とするコーティング部材の孔位置特定装置。 A hole position specifying device for a coating member for specifying a position of a vent hole provided in a gas turbine blade on which a thermal barrier coating layer is formed,
A fixing jig for fixing and supporting the gas turbine blade;
Before the thermal barrier coating layer is formed on the gas turbine blade, the gas turbine blade fixed to the fixing jig is imaged and an image signal is output, and the thermal barrier coating is applied to the gas turbine blade. After the layer is formed, a camera that images the gas turbine blade fixed to the fixing jig and outputs a captured image signal;
A control device for storing an image signal transmitted from the camera by photographing before the thermal barrier coating layer is formed on the gas turbine blade, and outputting the stored image signal;
An image corresponding to the image signal output from the camera after the thermal barrier coating layer is formed on the gas turbine blade and an image corresponding to the image signal output from the control device are superimposed. And a monitor to display
A device for identifying a hole position of a coating member, comprising:
前記ガスタービン翼を固定支持する固定治具と、
前記ガスタービン翼に前記遮熱コーティング層が形成される前に、前記固定治具に固定された前記ガスタービン翼を撮影し撮影した画像信号を出力するカメラと、
前記ガスタービン翼に前記遮熱コーティング層が形成される前に撮影して前記カメラから伝送されてきた画像信号を記憶し、記憶した画像信号を出力する制御装置と、
前記制御装置から出力されてきた画像信号に対応する画像を、前記固定治具に固定されると共に前記遮熱コーティング層が形成された前記ガスタービン翼の表面に投影する投影手段と、
を有することを特徴とするコーティング部材の孔位置特定装置。 A hole position specifying device for a coating member for specifying a position of a vent hole provided in a gas turbine blade on which a thermal barrier coating layer is formed,
A fixing jig for fixing and supporting the gas turbine blade;
Before the thermal barrier coating layer is formed on the gas turbine blade, a camera that images the gas turbine blade fixed to the fixing jig and outputs an image signal;
A control device for storing an image signal transmitted from the camera by photographing before the thermal barrier coating layer is formed on the gas turbine blade, and outputting the stored image signal;
Projecting means for projecting an image corresponding to the image signal output from the control device onto the surface of the gas turbine blade fixed to the fixing jig and formed with the thermal barrier coating layer;
A device for identifying a hole position of a coating member, comprising:
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